CN107107660B - 车轮轴承设备 - Google Patents

车轮轴承设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107107660B
CN107107660B CN201580067228.5A CN201580067228A CN107107660B CN 107107660 B CN107107660 B CN 107107660B CN 201580067228 A CN201580067228 A CN 201580067228A CN 107107660 B CN107107660 B CN 107107660B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle body
mounting flange
wheel bearing
abutment
bearing apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201580067228.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107107660A (zh
Inventor
石黑久雄
有竹恭大
山本一成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Publication of CN107107660A publication Critical patent/CN107107660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107107660B publication Critical patent/CN107107660B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/12—Torque-transmitting axles
    • B60B35/14—Torque-transmitting axles composite or split, e.g. half- axles; Couplings between axle parts or sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/12—Torque-transmitting axles
    • B60B35/18—Arrangement of bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/581—Raceways; Race rings integral with other parts, e.g. with housings or machine elements such as shafts or gear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0005—Hubs with ball bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50—Positive connections
    • F16C2226/60—Positive connections with threaded parts, e.g. bolt and nut connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067—Fixing them in a housing

Abstract

本发明提供一种车辆轴承结构及其所用的安装结构，使得安装后配对构件的抵接面的平面度的精度对外构件的形状精度具有较小影响，并且使得车辆安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度具有较小影响，从而确保轴承的精度和延长的使用寿命。多个螺栓插入孔(14)形成在外构件(5)的车身安装凸缘(5b)中，并且在各螺栓插入孔(14)附近抵接车身侧构件的抵接面(16)形成为以台阶(δ)从内侧侧表面(5c)伸出。使得抵接面(16)的内直径(ΦE)为相应的螺栓插入孔(14)的开口直径，外直径(ΦF)被设定为紧固螺栓的外直径的1.4至1.7倍，并且抵接面(16)的台阶(δ)被设定为0.03mm以上。借此，能够最小化车身安装凸缘(5b)的变形对外构件(5)的外滚道面(5a)的圆度的影响。

Description

车轮轴承设备
技术领域
本发明总体涉及能旋转地支承诸如汽车之类的车辆的车轮的车轮轴承设备，并且更具体地说涉及车轮轴承设备及其安装结构，此安装结构能够借助抑制车轮轴承设备的外构件中产生的应力而确保车轮轴承设备的精度与长使用寿命。
背景技术
车轮轴承设备用于旋转地支承车辆的车轮并且粗略分类成驱动车轮应用与从动车轮应用。一般而言，出于车轮轴承设备的结构原因，驱动车轮轴承设备采用内圈旋转型，并且从动车轮轴承设备采用内圈旋转型与外圈旋转型两者。一般而言，从燃料消耗量的观点具有低旋转力矩特征的双列角接触滚珠轴承具有期望的支承刚度，展示优良的防不对准的耐久性，出于这些原因，双列角接触滚珠轴承用于许多用途。在双列角接触滚珠轴承中，多个滚珠居于定子环与旋转环之间，并且通过向滚珠施加预定接触角，这些滚珠与定子环和旋转环接触。
在包括双列滚动轴承的车轮轴承设备中，出于资源节约或者防污染的原因，近年来非常需要改善燃料消耗量。特别地，在保持车轮轴承设备的强度与刚度的同时减少车轮轴承设备的重量已经是非常重要的问题。为了解决此问题，已经提出了图11中所示的车轮轴承设备的外构件(定子环)。
在此车轮轴承设备中，通过预先利用在弯矩载荷施加至外构件51时借助有限元分析获得的车身安装凸缘52的部分中产生的应力仅改变外构件51的最薄弱部分的构造或者尺寸而提高强度与刚度。即，四个螺栓插入孔53、54形成在车身安装凸缘52上并且使上侧(即，与路面相对的侧)的外周部A、B的厚度与下侧(即，路面侧)的外周部C、D的厚度有差异。更具体地说，施加有载荷以使外周部A、B与转向节55(由双点划线示出)分离的上侧的外周部A、B的厚度A1大于施加有载荷以朝转向节55推外周部C、D的下侧的外周部C、D的厚度B1(如图11(b)中所示)。
这使得能够提供具有长使用寿命并且解决了矛盾问题并使之高度平衡的车轮轴承设备，因为车身安装凸缘52形成为仅需要强度与刚度的部分增厚而其他部分减薄(例如参见专利文献1)。
在这样的车轮轴承设备中，车轮轴承设备安装之后，外构件51的外滚道表面51a、51a的圆度在很大程度上受转向节55的厚度的影响。即，当转向节55的厚度大于外构件51的车身安装凸缘52的厚度A1时，外滚道面51a(尤其是靠近转向节的一者)很大程度上受转向节55的影响。因此，如果抵接面的诸如抵接面的构造或者接触面积之类的接触状态不好，则不能通过仅在支承部上采取措施而防止外滚道面的圆度变差。
与这些情况一致，公知这样一种车轮轴承设备，此车轮轴承设备能防止外构件的外滚道面受由外构件的定子凸缘与转向节之间的不均匀接触引起的应变(拉应力)的影响。如图12中所示，车轮轴承设备具有非圆形构造的车身安装凸缘68，在此车身安装凸缘中，较大直径部分71与较小直径部分72沿外构件70的圆周交替布置，并且在较大直径部分71中形成有安装孔73。如图13中所示，在较大直径部分71与较小直径部分72的内侧表面69(待面向转向节75的表面)的基部端侧部分(径向内侧部分)上形成有圆形的连续凹槽74。凹槽74的形成在较大直径部分71上的径向外侧边缘定位在与凹槽74的形成在较小直径部分72上的径向外侧边缘相同的位置，或者定位在后者的径向外侧的位置。
如图13(a)与图13(b)中所示，各个凹槽74形成具有朝远离转向节75的外侧表面75a的方向(即，图13中左方)凹陷的构造。凹槽74的最深部分76存在于较大直径部分71与较小直径部分72两者中。
在这些情况下，车身安装凸缘68的内侧表面69与转向节75的外侧表面75a在除凹槽74以外的部分相互接触。即，因为凹槽74也形成在较小直径部分72的内侧表面上，所以较小直径部分72不接触转向节75的外侧表面75a，并且仅围绕较大直径部分71的安装孔73的部分接触转向节75的外侧表面75a。因此，能够减小车身安装凸缘68与转向节75之间的接触面积，并因此即使转向节75的外侧表面75a的精加工精度不好也能够减小对外构件70的精度的影响程度。
此外，因为形成在车身安装凸缘68的基部上的凹槽74比车身安装凸缘68的其他部分能更容易弹性变形，所以能够在将会由车身安装凸缘68的内侧表面69与转向节75的外侧表面75a之间的不均匀接触的状况引起应变时吸收车身安装凸缘68的应变。因此，能够防止外构件70的外滚道面(未示出)在包括圆度的构造精度方面被不利影响(例如，参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-292370号公报
专利文献2：日本特开2012-228909号公报
发明内容
待由本发明解决的问题
然而，在现有技术的车轮轴承设备中，由于如下原因凹槽74不足以防止外构件70的外滚道面的圆度受不利影响：转向节75的车削机械加工的抵接面的平面度差；并且车身安装凸缘68本身的强度与耐用性会由于形成在车身安装凸缘68的内侧表面69上的凹槽74而降低。
因此，本发明的目的是提供一种车轮轴承设备及其安装结构，它们能通过抑制安装车轮轴承设备后待抵靠匹配构件(转向节)的抵接面的平面度对外构件的构造精度的不利影响并且也通过利用减小车身安装凸缘与转向节之间的抵接面的接触面积并提高抵接面的平面度来抑制车身安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度的不利作用而改善精度以及使用寿命。
解决问题的手段
为了实现以上提及的目的，根据第一方面的本发明，提供一种车轮轴承设备，此车轮轴承设备包括：外构件，该外构件的外圆周上一体地形成有待安装至车辆的车身侧构件上的车身安装凸缘并且在该外构件的内圆周上形成有双列外滚道面；内构件，该内构件的外圆周上形成有与所述双列外滚道面相对的双列内滚道面；以及双列滚动元件，所述双列滚动元件容纳在所述内构件的所述内滚道面与所述外构件的所述外滚道面之间，其特征在于：多个螺栓插入孔形成在所述外构件的所述车身安装凸缘中；待抵靠所述车身侧构件的抵接面绕各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述车身安装凸缘的内侧表面伸出的表面；并且所述抵接面的所述台阶高度之间的相对差被限定至最小。
根据第一方面的本发明，因为此车轮轴承设备包括一体地形成有车身安装凸缘的外构件并且其特征在于多个螺栓插入孔形成在所述外构件的所述车身安装凸缘中、待抵靠所述车身侧构件的抵接面绕各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述车身安装凸缘的内侧表面伸出的表面、并且所述抵接面的所述台阶高度之间的相对差被限定至最小，所以能够提供这样一种车轮轴承设备，此车轮轴承设备能通过抑制安装车轮轴承设备后待抵靠匹配构件(车身侧构件例如转向节)的抵接面的平面度对外构件的构造精度的不利影响并且也通过利用减小车身安装凸缘与转向节之间的抵接面的接触面积并提高抵接面的平面度抑制车身安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度的不利作用而改善精度以及使用寿命。
根据第二方面的本发明，提供一种车轮轴承设备用的安装结构，此安装结构包括：车轮轴承设备，所述车轮轴承设备包括：外构件，该外构件的外圆周上一体地形成有待安装至车辆的车身侧构件上的车身安装凸缘并且在该外构件的内圆周上形成有双列外滚道面；内构件，该内构件的外圆周上形成有与所述双列外滚道面相对的双列内滚道面；以及双列滚动元件，所述双列滚动元件容纳在所述内构件的所述内滚道面与所述外构件的所述外滚道面之间；以及安装构件，此安装构件介于所述外构件的所述车身安装凸缘与所述车身侧构件之间，其特征在于：多个螺栓插入孔形成在所述外构件的所述车身安装凸缘中并且多个螺栓插入孔形成在所述安装构件中；并且待抵靠所述车身安装凸缘的抵接面绕所述安装构件的各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述安装构件的外侧表面伸出的表面；并且所述抵接面的所述台阶高度之间的相对差被限定至最小。
根据第二方面的本发明，因为车轮轴承设备用的安装结构包括一体地形成有待固定在车身侧构件上的车身安装凸缘的外构件，并且其特征在于多个螺栓插入孔形成在所述外构件的所述车身安装凸缘中、多个螺栓插入孔形成在所述安装构件中、待抵靠所述车身安装凸缘的抵接面绕所述安装构件的各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述安装构件的外侧表面伸出的表面、并且所述抵接面的所述台阶高度之间的相对差被限定至最小，所以能够提供这样一种车轮轴承设备用的安装结构，此车轮轴承设备用的安装结构能通过抑制安装车轮轴承设备后待抵靠匹配构件(例如转向节)的抵接面的平面度对外构件的构造精度的不利影响并且也通过利用减小车身安装凸缘与转向节之间的抵接面的接触面积并提高抵接面的平面度抑制车身安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度的不利作用而改善精度以及使用寿命。
如第三方面中限定的，优选地，所述抵接面的内直径是所述螺栓插入孔的开口直径，并且所述抵接面的外直径被设定成是紧固螺栓的外直径的1.4倍至1.7倍。这使得能够防止车身安装凸缘的抵接面的接触面积太小并因此防止抵接面压力太高以有效抑制安装之后外构件的变形。
如第四方面中限定的，优选地，所述抵接面的所述台阶高度被设定成0.03mm以上。这使得即使当紧固螺栓以预定的紧固力矩紧固时也能够防止台阶高度变形并防止台阶高度被毁除。
如第五方面中限定的，优选地，所述抵接面的所述台阶高度的所述相对差被限定至80μm以下。这使得能够抑制车身侧构件的平面度的不利影响并因此抑制车轮轴承设备安装后外构件的变形。
如第六方面中限定的，优选地，通过在热处理后机械加工而形成所述抵接面的所述台阶高度。这使得能够校正由热处理引起的变形并因此限制抵接面的台阶高度之间的相对差。
本发明的效果
根据本发明的车辆轴承设备，因为此车轮轴承设备包括：外构件，该外构件的外圆周上一体地形成有待安装至车辆的车身侧构件上的车身安装凸缘并且在该外构件的内圆周上形成有双列外滚道面；内构件，该内构件的外圆周上形成有与所述双列外滚道面相对的双列内滚道面；以及双列滚动元件，所述双列滚动元件容纳在所述内构件的所述内滚道面与所述外构件的所述外滚道面之间，其特征在于：多个螺栓插入孔形成在所述外构件的所述车身安装凸缘中；待抵靠所述车身侧构件的抵接面绕各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述车身安装凸缘的内侧表面伸出的表面；并且所述抵接面的所述台阶高度之间的相对差被限定至最小，所以能够提供这样一种车轮轴承设备，此车轮轴承设备能通过抑制安装车轮轴承设备后待抵靠匹配构件(车身侧构件例如转向节)的抵接面的平面度对外构件的构造精度的不利影响并且也通过利用减小车身安装凸缘与转向节之间的抵接面的接触面积并提高抵接面的平面度抑制车身安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度的不利作用而改善精度以及使用寿命。
此外，根据本发明的车轮轴承设备用的安装结构，因为车轮轴承设备用的安装结构包括一体化形成有待固定在车身侧构件上的车身安装凸缘的外构件，并且其特征在于多个螺栓插入孔形成在所述外构件的所述车身安装凸缘中、多个螺栓插入孔形成在所述安装构件中、待抵靠所述车身安装凸缘的抵接面绕所述安装构件的各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述安装构件的外侧表面伸出的表面、并且所述抵接面的所述台阶高度之间的相对差被限定至最小，所以能够提供这样一种车轮轴承设备用的安装结构，此车轮轴承设备用的安装结构能通过抑制安装车轮轴承设备后待抵靠匹配构件(例如转向节)的抵接面的平面度对外构件的构造精度的不利影响并且也通过利用减小车身安装凸缘与转向节之间的抵接面的接触面积并提高抵接面的平面度抑制车身安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度的不利作用而改善精度以及使用寿命。
附图说明
图1是本发明的车轮轴承设备的一个实施方式的纵剖视图；
图2的(a)是示出图1的车轮轴承设备的外构件的侧视图，(b)是沿(a)中的线II-O剖切的纵剖视图；
图3的(a)是示出由图2的(a)中的线IIIa圈起的区域的局部放大图，(b)是示出由图2的(b)中的线IIIb圈起的区域的局部放大图，(c)是示出图2的(b)的变型的局部放大图；
图4的(a)是示出图3的(b)的一部分的机械加工方法的说明图，(b)是示出图3的(c)的变型的机械加工方法的说明图；
图5的(a)是示出外构件的测量位置的说明图，(b)是示出穿过螺栓插入孔的节圆直径(PCD)上的平面度的图表；
图6的(a)是示出安装悬架之前内侧外滚道面的圆度构造的说明图，(b)是示出安装悬架(α)之后内侧外滚道面的圆度构造的说明图，(c)是示出安装悬架(β)之后内侧外滚道面的圆度构造的说明图；
图7的(a)是示出安装悬架之前外侧外滚道面的圆度构造的说明图，(b)是示出安装悬架(α)之后外侧外滚道面的圆度构造的说明图，(c)是示出安装悬架(β)之后外侧外滚道面的圆度构造的说明图；
图8的(a)是示出悬架(α)的安装表面的平面度构造的说明图，图(b)是示出悬架(β)的安装表面的平面度构造的说明图，(c)是示出在穿过螺栓插入孔的节圆直径(PCD)上的平面度的说明图；
图9的(a)是根据本发明的第二实施方式的安装结构的悬架板的侧视图，(b)是沿(a)的线IX-O-IX剖切的悬架板的截面图；
图10的(a)是由图9的(b)中圆圈X示出的部分的局部放大图，(b)是示出(a)的台阶高度的机械加工方法的说明图；
图11的(a)是示出现有技术的车轮轴承设备的外构件的侧视图；(b)是沿(a)的线XI-O-XI剖切的纵剖面图；
图12是现有技术的车轮轴承设备的外构件的侧视图；以及
图13的(a)示出图12的外构件的较小直径部分的局部放大图，(b)是示出图12的外构件的较大直径部分的局部放大图。
具体实施方式
用于实施本发明的优选模式是这样的一种车轮轴承设备，此车轮轴承设备包括：外构件，在该外构件的外圆周上一体地形成有待安装至车辆的车身侧构件上的车身安装凸缘并且在该外构件的内圆周上形成有双列外滚道面；内构件，此内构件包括毂轮以及内圈，毂轮在其一个端部上一体地形成有车轮安装凸缘并且在其外圆周上形成有与双列外滚道面中的一者相对的内滚道面，并且毂轮具有从内滚道面轴向延伸的筒状部，内圈压配合到毂轮的筒状部上并且在其外圆周上形成有与双列外滚道面中的另一者相对的内滚道面；以及双列滚动元件，这些双列滚动元件容纳在外构件的外滚道面与内构件的内滚道面之间，其特征在于，多个螺栓插入孔形成在外构件的车身安装凸缘中；待抵靠所述车身侧构件的抵接面绕各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述车身安装凸缘的内侧表面伸出的表面；并且抵接面的内直径是螺栓插入孔的开口直径，并且抵接面的外直径被设定成紧固螺栓的外直径的1.4至1.7倍，并且抵接面的台阶高度被设定成0.03mm以上。
第一实施方式
将参照附图描述本发明的优选实施方式。图1是本发明的车轮轴承设备的一个实施方式的纵剖视图；图2的(a)是示出图1的车轮轴承设备的外构件的侧视图；图2的(b)是沿线II-O剖切的纵剖视图；图3的(a)是示出由图2的(a)中的线IIIa圈起的区域的局部放大视图；图3的(b)是示出由图2的(b)中的线IIIb圈起的区域的局部放大视图；图3的(c)是示出图2的(b)的变型的局部放大图；图4的(a)是示出图3(b)的部分的机械加工方法的说明图；图4的(b)是示出图3(c)的变型的机械加工方法的说明图；图5的(a)是示出外构件的测量位置的说明图；图5的(b)是示出在穿过螺栓插入孔的节圆直径(PCD)上的平面度的图表；图6的(a)是示出安装悬架之前内侧外滚道面的圆度构造的说明图；图6的(b)是示出安装悬架(α)之后内侧外滚道面的圆度构造的说明图；图6的(c)是示出安装悬架(β)之后内侧外滚道面的圆度构造的说明图；图7的(a)是示出安装悬架之前外侧外滚道面的圆度构造的说明图；图7的(b)是示出安装悬架(α)之后外侧外滚道面的圆度构造的说明图；图7的(c)是示出安装悬架(β)之后外侧外滚道面的圆度构造的说明图；图8的(a)是示出悬架(α)的安装表面的平面度构造的说明图；图8的(b)是示出悬架(β)的安装表面的平面度构造的说明图；图8的(c)是示出在穿过螺栓插入孔的节圆直径(PCD)上的平面度的说明图。在此说明书的描述中，在轴承设备安装在车辆上的情况下，轴承设备的外侧称作“外侧”(附图中的左侧)，并且在轴承设备安装在车辆上的情况下，轴承设备的内侧称作“内侧”(附图中的右侧)。
图1中所示的车轮轴承设备是所谓的驱动车轮用的“第三代”型，并且包括：内构件3，此内构件包括毂轮1与压配合在毂轮1上的内圈2；以及外构件5，此外构件经由双列滚动元件(滚珠)4、4安装在内构件3上。
毂轮1在其外侧端部上一体地形成有用于安装车轮(未示出)的车轮安装凸缘6，在其外圆周上形成有一个(外侧)内滚道面1a以及从内滚道面1a轴向延伸的筒状部1b。力矩传递用的锯齿部(或者花键部)1c形成在毂轮1的内圆周上。毂螺栓6a在周向等距的位置处固定在车轮安装凸缘6上。另一方面，内圈2在其外圆周上形成有内滚道面2a并且内圈2经预定过盈压配合到毂轮1的筒状部1b的外圆周上。
毂轮1由诸如S53C之类的碳含量按重量计为0.40％至0.80％的中高碳钢制成，并且在内滚道面1a以及从车轮安装凸缘6的内侧基部6b到筒状部1b的区域上通过高频感应淬火硬化成具有58至64HRC的表面硬度。另一方面，内圈2由诸如SUJ2之类的高碳铬钢形成并且浸渍淬火到其芯部成具有58至64HRC的硬度。滚动元件(滚珠)4由诸如SUJ2之类的高碳铬钢形成并且浸渍淬火到其芯部成具有62至67HRC的硬度。
外构件5在其外圆周上形成有适于安装在悬架的转向节(未示出)形成部分上的车身安装凸缘5b并且还在其内圆周上形成有与内构件3的内滚道表面1a、2a相对的双列外滚道面5a、5a。双列滚动元件4、4借助保持架7可滚动地容纳在内构件3与外构件5各自地内滚道面1a、2a与外滚道面5a、5a之间。
外构件5由诸如S53C之类的碳含量按重量计为0.40％至0.80％的中高碳钢制成，并且外滚道面5a、5a通过高频感应淬火硬化成具有58至64HRC的表面硬度。密封件8、9安装在形成于外构件5与内构件3之间的两个端部开口上以防止限定在轴承内的润滑脂泄漏并且防止雨水或者尘土从外部进入到轴承中。
密封件8、9的内侧密封件9由所谓的封装式密封件形成，此封装式密封件包括彼此相对布置的环形密封板10与抛油环11。密封板10经预定过盈压配合到形成定子构件的外构件5的内侧端部中。抛油环11经预定过盈压配合到形成旋转构件的内圈2上。
外侧密封件8形成整体式密封件，此整体式密封件包括压配合到外构件5的外侧端部中的芯金属12以及粘附至芯金属12的密封构件13。芯金属12由奥氏体不锈钢板(JIS SUS304等)或者防腐冷轧钢板(JIS SPCC等)压制形成具有大体的环形构造。
另一方面，密封构件13由诸如NBR(丁腈橡胶)之类的合成橡胶形成并且通过硫化粘合一体粘附至芯金属12。密封构件13包括一体形成的径向向外倾斜的侧唇13a、在侧唇13a的径向内部处径向向外倾斜的防尘唇13b，以及朝内侧倾斜的油脂唇13c。
车轮安装凸缘6的内侧基部6b形成具有圆弧截面，并且侧唇13a与防尘唇13b以预定的轴向过盈可滑动地接触至基部6b，并且油脂唇13c也以预定的径向过盈可滑动地接触至基部6b。除了NBR之外，密封构件13的材料的实施例还有例如HNBR(氢化丁腈橡胶)、EPDM(乙丙橡胶)、在耐热与耐化学性方面优越的ACM(聚丙烯酸橡胶)、FKM(氟橡胶)或者硅橡胶。
尽管这里示出了由用滚珠作为滚动元件4的双列角接触滚珠轴承形成的车轮轴承设备，但是本发明不限于这样的轴承，并且可以是用锥形滚子作为滚动元件4的双列锥形滚子轴承。此外，尽管本文中示出了内滚道面1a直接形成在毂轮1的外圆周上的第三代类型的轴承，但是本发明能应用至一对内圈压配合到筒状部上的第二代类型的轴承或者内滚道面直接形成在等速万向节(未示出)的外接头构件的外圆周上的第四代类型的轴承。
如图2的(a)中所示，多个(本例示性实施方式中四个)螺栓插入孔14形成在外构件5的车身安装凸缘5b中，并且绕各个螺栓插入孔14形成待抵靠车身侧构件(例如转向节或者悬架板)15的抵接面16(如图2(b)中所示)使得抵接面16伸出成以台阶高度δ(参见图3与图4)从车身安装凸缘5b的内侧表面5c伸出的表面。如图3的(a)的放大图中所示，抵接面16用以限制紧固所需的最小抵接部分并且减小受抵靠转向节15的抵接面的平面度的不利影响。更具体地说，抵接面16的内直径E被设定成最小内直径，即螺栓插入孔14的开口直径与抵接面16的外直径F被设定成是紧固螺栓(未示出)的外直径的1.4至1.7倍，优选1.5至1.6倍。在此情况下，如果抵接面16的外直径F被设定成小于紧固螺栓的外直径的1.4倍，则车身安装凸缘5b的抵接面的接触面积会太小并因此接触表面压力将太大。与之相比，如果抵接面16的外直径F被设定成大于紧固螺栓的外直径的1.7倍，则待抵靠转向节15的抵接面的平面度可能会被不利地影响并因此不能有效抑制外构件5在安装后的变形。
通过在外构件5的热处理(高频淬火)后机械加工(车削加工)而形成抵接面16的台阶高度δ。这使得能够校正热处理变形并因此限制台阶高度δ之间的相对差Hb(参见图5)。如图3的(b)中所示，抵接面16的台阶高度δ被设定成δ≥0.03mm。如果台阶高度δ小于0.03mm，则台阶高度δ将变形并且将因机上计算(有限元分析)而得不到紧固螺栓的紧固力矩的最大标准值。可以由磨削代替车削进行抵接面16的机械加工。这使得能够校正由热处理变形产生的精度变差并因此以更高的精度精整抵接面16。
图3的(c)示出了图3的(b)的抵接面16的变型。在此变型中，抵接面17形成为绕螺栓插入孔14伸出成具有截头锥截面。这使得能够在以预定紧固力矩紧固固定螺栓时抑制台阶高度的变形。
图4是示出抵接面16、17的机械加工方法的说明图，在图4中图4的(a)与图4的(b)分别示出了抵接面16和17。在这些附图中，双点划线示出了(车削之前)锻造之后的构造。能通过车削由阴影线示出的部分而形成具有台阶高度δ的抵接面16、17。
如上所述，根据本发明当待抵靠车身侧构件(例如转向节)15的抵接面16绕各螺栓插入孔14形成为以台阶高度δ从车身安装凸缘5b的内侧表面5c伸出的表面时，即使穿过螺栓插入孔14的整个PCD区域Ha上的平面度Ha不合适(如图5中所示)也能够通过将抵接面16的台阶高度δ的相对差Hb安排地小而抑制安装后车身安装凸缘的变形对外构件的外滚道面的圆度的不利影响。
根据由申请人进行的测试，相对于车轮轴承安装之前圆度为1.5μm，在车轮轴承设备安装在车辆的悬架上后外滚道面的圆度，内侧外滚道面的圆度是7.0μm与3.0μm并且外侧外滚道面的圆度是6.0μm与5.5μm(如以下表1中所示)。这些结果符合判定标准。
在此测试中，在左悬架与右悬架两者中使用相同的轴承。穿过螺栓插入孔14的PCD上的平面度是10μm，悬架α上的轴承安装表面的平面度是140μm并且悬架β上的轴承安装表面的平面度是130μm。此外，转向节(即，钢制背板)的板厚度是2.30至2.34mm并且板厚度的差是20至40μm。
表1
Figure GDA0002094848560000111
图6的(a)至图6的(c)以及图7的(a)至图7的(c)示出了圆度构造，并且图8(a)至图8(c)示出了平面度构造。图6示出了内侧外滚道面的圆度并且图7示出了外侧外滚道面的圆度，其中，(a)示出了安装在悬架上之前外滚道面的圆度，(b)示出了安装在悬架(α)上之后外滚道面的圆度，并且(c)示出了安装在悬架(β)上之后外滚道面的圆度。此外，图8的(a)示出了悬架(α)的安装表面的平面度构造，图8的(b)示出了悬架(β)的安装表面的平面度构造，并且图8的(c)示出了穿过外构件的车身安装凸缘的螺栓插入孔的PCD上的抵接面的平面度构造。利用由Amete k株式会社制造的测量仪Talyrond 365进行圆度的测量，并且利用由Mitutoyo公司制造的三维测量仪进行平面度的测量。
在右悬架与左悬架中，它们的平面度以及安装表面的台阶高度δ之间的相对差Hb互不相同，并因此轴承安装之后外滚道面的圆度构造因安装表面的构造以及安装表面的台阶高度δ之间的相对差Hb(参见图8)也不同(参见图6和图7)。另一方面，如表1中所示，悬架α中使用的轴承的安装表面16的台阶高度δ之间的相对差Hb最大值是80μm，并且悬架β中使用的轴承的安装表面16的台阶高度δ之间的相对差Hb最大值是40μm。根据这些结果，发现能通过限定轴承的安装表面16的台阶高度δ之间的相对差Hb小于80μm(优选40μm)而能够抑制受到匹配构件(例如转向节)的平面度以及安装后外构件5的变形的不利影响以符合判定标准。
第二实施方式
图9示出了用于本发明的第二实施方式的车轮轴承设备的安装结构的悬架板18；其中图9的(a)是悬架板18的侧视图，并且图9的(b)是沿图9的(a)的线IX-O-IX剖切的悬架板18的截面图。图10的(a)由图9的(b)中圆圈X示出的部分的局部放大图并且图10的(b)是示出图10的(a)的台阶高度的机械加工方法的说明图。
如图9的(b)中所示，待抵靠轴承侧抵接面的悬架板18的抵接面20绕各个螺栓插入孔19形成为以台阶高度δ从悬架板18的轴承侧表面伸出的表面，并具有截头锥形截面。如图10的(a)的局部放大图中所示，悬架板18的抵接面20能够通过抑制轴承设备的紧固所需的最小抵接面积而减小轴承设备与匹配构件(例如转向节)之间的抵接面的平面度的影响。
如图10的(b)中所示，双点线示出了冲压之后的构造，并且通过车削由阴影线示出的部分而形成具有台阶高度δ的抵接面20。
如上所述，能够通过在悬架板18的轴承侧抵接面上形成具有台阶高度δ的抵接面20而抑制外构件5的外滚道面5a、5a的圆度的恶化。在此情况下，能够通过是悬架板18的抵接面20与形成有抵接面16或者17的车身安装凸缘5b结合进一步减小抵接面的平面度对外滚道面的圆度的影响。
已经参照优选实施方式描述了本发明。显然，对于本领域中的普通技术人员而言，在阅读并理解之前的详细描述的基础上会想到变型例与变更例。本发明理应被理解成包括所有这些变更例与变型例，只要这些变更例与变型例落入所附权利要求或者其同等物的范围内。
工业应用
本发明能应用至第二代、第三代或者第四代类型的车轮轴承设备。
附图标记说明
1 毂轮
1a、2a 内滚道面
1b 筒状部
1c 锯齿部
1d 毂轮的外圆周
2 内圈
3 内构件
4 滚动元件
5 外构件
5a 外滚道面
5b 车身安装凸缘
5c 车身安装凸缘的内侧表面
6 车轮安装凸缘
6a 毂螺栓
6b 车轮安装凸缘的内侧基部
7 保持架
8 外侧密封件
9 内侧密封件
10 密封板
11 抛油环
12 芯金属
13 密封构件
13a 侧唇
13b 防尘唇
13c 油脂唇
14、19 螺栓插入孔
15 转向节
16、17、20 抵接面
18 悬架板
51 外构件
51a 外滚道面
52 车身安装凸缘
53、54 螺栓插入孔
55 转向节
68 车身安装凸缘
69 车身安装凸缘的内侧表面
70 外构件
71 较大直径部分
72 较小直径部分
73 安装孔
74 凹槽
75 转向节
75a 转向节的外侧表面
76 凹槽的最深部分
A、B 上侧的螺栓插入孔的外周部
C、D 下侧的螺栓插入孔的外周部
A1 上侧外周部的厚度
B1 下侧外周部的厚度
E 抵接面的内直径
F 抵接面的外直径
Ha 穿过螺栓插入孔的PCD上的平面度
Hb 台阶高度之间的相对差
δ 抵接面的台阶高度

Claims (4)

1.一种车轮轴承设备，此车轮轴承设备包括：
外构件，该外构件的外圆周上一体地形成有待安装至车辆的车身侧构件上的车身安装凸缘，并且在该外构件的内圆周上形成有双列外滚道面；
内构件，该内构件的外圆周上形成有与所述双列外滚道面相对的双列内滚道面；以及
双列滚动元件，所述双列滚动元件容纳在所述内构件的所述内滚道面与所述外构件的所述外滚道面之间，
其特征在于：
在所述外构件的所述车身安装凸缘中形成有多个螺栓插入孔；
待抵靠所述车身侧构件的抵接面绕各个螺栓插入孔形成为以一台阶高度从所述车身安装凸缘的内侧表面伸出的表面；并且，所述抵接面的所述台阶高度的相对差被限定至80μm以下，由此，减小了所述车身安装凸缘与所述车身侧构件的接触面积，且提高了所述抵接面的平面度，从而抑制了安装于所述车身侧构件之后的所述外滚道面的圆度的恶化。
2.根据权利要求1所述的车轮轴承设备，其中，所述抵接面的内直径是所述螺栓插入孔的开口直径，并且所述抵接面的外直径被设定成是紧固螺栓的外直径的1.4倍至1.7倍。
3.根据权利要求1所述的车轮轴承设备，其中，所述抵接面的所述台阶高度被设定成0.03mm以上。
4.根据权利要求1所述的车轮轴承设备，其中，通过在热处理后机械加工而形成所述抵接面的所述台阶高度。
CN201580067228.5A 2014-12-10 2015-12-09 车轮轴承设备 Expired - Fee Related CN107107660B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-250086 2014-12-10
JP2014250086A JP6444716B2 (ja) 2014-12-10 2014-12-10 車輪用軸受装置およびその取付構造
PCT/JP2015/084511 WO2016093273A1 (ja) 2014-12-10 2015-12-09 車輪用軸受装置およびその取付構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107107660A CN107107660A (zh) 2017-08-29
CN107107660B true CN107107660B (zh) 2020-01-31

Family

ID=56107451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580067228.5A Expired - Fee Related CN107107660B (zh) 2014-12-10 2015-12-09 车轮轴承设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10174786B2 (zh)
JP (1) JP6444716B2 (zh)
CN (1) CN107107660B (zh)
DE (1) DE112015005562T5 (zh)
WO (1) WO2016093273A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10767700B2 (en) 2017-11-14 2020-09-08 Aktiebolaget Skf Flanged inner ring for wheel hub bearings

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101326430A (zh) * 2005-12-08 2008-12-17 Ntn株式会社 带有传感器的车轮用轴承
US7470067B2 (en) * 2004-12-20 2008-12-30 Kyklos Bearing International, Inc. Wheel bearing assembly mount with force attenuation
CN102187189A (zh) * 2008-10-15 2011-09-14 Ntn株式会社 带有传感器的车轮用轴承

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3012421C2 (de) * 1980-03-29 1986-04-03 SKF GmbH, 8720 Schweinfurt Dichtungsanordnung, insbesondere für Radlagereinheiten für Kraftfahrzeuge
DE3536697A1 (de) * 1985-10-15 1987-04-16 Skf Gmbh Tragkoerper eines waelzlagers
DE4441631C1 (de) * 1994-11-23 1996-01-04 Loehr & Bromkamp Gmbh Radlagereinheit
US6575637B1 (en) * 1999-09-10 2003-06-10 Ntn Corporation Brake rotor and wheel bearing assembly
JP3862488B2 (ja) * 2000-08-25 2006-12-27 Ｎｔｎ株式会社 車輪軸受装置におけるハブ輪の加工方法およびその装置
EP1486289A3 (en) * 2003-06-12 2005-03-09 Koyo Seiko Co., Ltd. Method of processing antifriction bearing unit for wheel
JP2007153226A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2008241359A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Ntn Corp センサ付車輪用軸受
JP5063270B2 (ja) * 2007-09-18 2012-10-31 Ｎｔｎ株式会社 センサ付車輪用軸受
JP2009292370A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2010116052A (ja) * 2008-11-13 2010-05-27 Jtekt Corp 転がり軸受装置
JP2011073540A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Nsk Ltd 車輪用転がり軸受
JP2012228909A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Nsk Ltd 車輪支持用ハブユニット
JP6101004B2 (ja) * 2012-04-20 2017-03-22 Ntn株式会社 車輪用軸受装置およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7470067B2 (en) * 2004-12-20 2008-12-30 Kyklos Bearing International, Inc. Wheel bearing assembly mount with force attenuation
CN101326430A (zh) * 2005-12-08 2008-12-17 Ntn株式会社 带有传感器的车轮用轴承
CN102187189A (zh) * 2008-10-15 2011-09-14 Ntn株式会社 带有传感器的车轮用轴承

Also Published As

Publication number Publication date
US10174786B2 (en) 2019-01-08
JP6444716B2 (ja) 2018-12-26
WO2016093273A1 (ja) 2016-06-16
DE112015005562T5 (de) 2017-09-07
CN107107660A (zh) 2017-08-29
US20170276172A1 (en) 2017-09-28
JP2016107946A (ja) 2016-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10479139B2 (en) Wheel bearing apparatus
US7942584B2 (en) Wheel bearing apparatus
US9797453B2 (en) Wheel bearing apparatus
US8905645B2 (en) Wheel bearing apparatus
CN101675259B (zh) 车轮用轴承及具有该车轮用轴承的车轮用轴承装置
EP2636915A1 (en) Vehicle wheel bearing device
US7648283B2 (en) Bearing apparatus for a wheel of vehicle
US7255014B2 (en) Wheel bearing apparatus incorporated with a wheel speed detecting apparatus
JP6228756B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP6336768B2 (ja) 密封装置およびこれを備えた車輪用軸受装置
US20090154855A1 (en) Wheel bearing apparatus for a vehicle
US20140339885A1 (en) Wheel Bearing Apparatus
JP2006349059A (ja) 車輪用軸受装置
JP6392531B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP2011088513A (ja) 車輪用軸受シールおよびそれを備えた車輪用軸受装置
JP6629545B2 (ja) 車輪用軸受装置
CN107107660B (zh) 车轮轴承设备
JP6309228B2 (ja) 車輪用軸受装置の製造方法
JP2009058077A (ja) 車輪用軸受装置
EP3196047A1 (en) Wheel bearing device
CN107921816B (zh) 车轮用轴承装置
JP2013040664A (ja) 車輪用軸受装置
JP2007024208A (ja) 車輪用軸受装置
JP2010001908A (ja) 車輪用軸受装置
JP2007106412A (ja) 車輪用軸受装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200131